Хавтгай ертөнц. Яагаад ямар нэгэн зүйл байгаа, юу ч биш байна вэ? Сонгодог сансрын топологи

Одон орон судлаачид, физикчид орчлон ертөнцийг хавтгай гэж хэлэхэд огторгуйг навч шиг хавтгай гэж хэлэхгүй. Бид гурван хэмжээст тэгш байдлын өмчийн тухай ярьж байна - гурван хэмжээст Евклидийн (муруй бус) геометр. Евклидийн одон орон судлалд ертөнц нь хүрээлэн буй орон зайн тохиромжтой харьцуулсан загвар юм. Ийм ертөнц дэх бодис жигд тархсан, өөрөөр хэлбэл нэгж эзэлхүүнд ижил хэмжээний бодис агуулагддаг, изотроп, өөрөөр хэлбэл бодисын тархалт бүх чиглэлд ижил байдаг. Үүнээс гадна тэнд матери үүсдэггүй (жишээлбэл, радио эх үүсвэрүүд гал авалцдаггүй, хэт шинэ одууд дэлбэрдэггүй), орон зайг хамгийн энгийн геометрээр дүрсэлдэг. Энэ бол дүрслэхэд маш тохиромжтой ертөнц боловч амьдрахад тийм ч тохиромжтой биш, учир нь тэнд хувьсал байхгүй.

Ийм загвар нь ажиглалтын баримттай нийцэхгүй байгаа нь тодорхой байна. Бидний эргэн тойрон дахь матери нь нэгэн төрлийн бус, анизотроп байдлаар тархсан (хаа нэгтээ одод, галактик байдаг, гэхдээ хаа нэгтээ байхгүй), материйн хуримтлал хувьсан өөрчлөгддөг (цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг), бидний туршилтаар батлагдсан харьцангуйн онолоор сансар огторгуй муруй хэлбэртэй байдаг. .

3D орон зайд муруйлт гэж юу вэ? Евклидийн ертөнцөд аливаа гурвалжны өнцгийн нийлбэр нь бүх чиглэлд, ямар ч эзэлхүүнд 180 градус байна. Евклидийн бус геометрт - муруй орон зайд - гурвалжны өнцгийн нийлбэр нь муруйлтаас хамаарна. Сонгодог хоёр жишээ бол муруйлт эерэг байх бөмбөрцөг дээрх гурвалжин, муруйлт нь сөрөг байх эмээлийн гадаргуу дээрх гурвалжин юм. Эхний тохиолдолд гурвалжны өнцгийн нийлбэр нь 180 градусаас их, хоёр дахь тохиолдолд бага байна. Бид ихэвчлэн бөмбөрцөг эсвэл эмээлийн тухай ярихдаа гурван хэмжээст биетүүдийг тойрсон муруй хоёр хэмжээст гадаргууг төсөөлдөг. Орчлон ертөнцийн тухай ярихдаа бид гурван хэмжээст муруй орон зайн тухай ойлголт руу шилжиж байгааг ойлгох ёстой - жишээлбэл, бид хоёр хэмжээст бөмбөрцөг гадаргуугийн тухай ярихаа больсон, харин гурван хэмжээст гипер бөмбөрцгийн тухай ярьж байна.

Хэрэв сансар огторгуйг зөвхөн галактикийн бөөгнөрөл, манай Галактик, Нар төдийгүй Дэлхий хүртэл муруйсан бол яагаад орчлон ертөнц гурван хэмжээст хавтгай юм бэ? Сансар судлалд орчлон ертөнцийг бүхэл бүтэн объект гэж үздэг. Мөн бүхэл бүтэн объектын хувьд энэ нь тодорхой шинж чанартай байдаг. Жишээлбэл, маш том шугаман масштабаас (энд 60 мегапарсек [~180 сая гэрлийн жил] ба 150 Mpc хоёуланг нь авч үзэх боломжтой) орчлон ертөнц дэх бодис жигд бөгөөд изотроп байдлаар тархсан байдаг. Жижиг масштабаар галактикуудын бөөгнөрөл, супер бөөгнөрөл, тэдгээрийн хооронд хоосон зай байдаг - хоосон зай, өөрөөр хэлбэл жигд байдал эвдэрсэн.

Хэрэв бөөгнөрөл дэх материйн тархалтын талаарх мэдээлэл нь манай телескопуудын мэдрэмжээр хязгаарлагддаг бол орчлон ертөнцийн тэгш байдлыг хэрхэн хэмжих вэ? Бусад объектуудыг өөр мужид ажиглах шаардлагатай. Байгалиас бидэнд өгсөн хамгийн сайн зүйл бол Их тэсрэлтээс хойш 380 мянган жилийн дараа материас тусгаарлагдсан сансрын богино долгионы дэвсгэр юм.

Орчлон ертөнцийн муруйлт нь түүний хэлбэрийг тодорхойлдог 3H 2 /8πG (H нь Хаббл тогтмол, G нь таталцлын тогтмол) -тэй тэнцүү чухал нягттай холбоотой. Параметрийн утга нь маш бага - ойролцоогоор 9.3 × 10 -27 кг / м 3 буюу шоо метр тутамд 5.5 устөрөгчийн атом. Энэ параметр нь Фридманы тэгшитгэлд суурилсан сансар судлалын хамгийн энгийн загваруудыг ялгаж өгдөг бөгөөд эдгээр нь: Хэрэв нягтрал нь эгзэгтэй хэмжээнээс өндөр байвал орон зай нь эерэг муруйлттай бөгөөд ирээдүйд Ертөнцийн тэлэлт нь агшилтаар солигдоно; хэрэв эгзэгтэй доор байвал орон зай нь сөрөг муруйлттай бөгөөд тэлэлт нь мөнхийн байх болно; хэрэв критик нягтрал тэнцүү бол алс холын ирээдүйд Евклидийн ертөнцөд шилжсэнээр тэлэлт мөнх байх болно.

Орчлон ертөнцийн нягтыг тодорхойлсон сансар судлалын параметрүүдийг (мөн гол үзүүлэлтүүд нь харанхуй энергийн нягтрал, харанхуй материйн нягтрал ба барион [харагдах] бодисын нягтрал юм) нь чухал нягтын харьцаагаар илэрхийлэгддэг. Сансар огторгуйн бичил долгионы дэвсгэр цацрагийн хэмжилтээс олж авсан мэдээгээр хар энергийн харьцангуй нягт нь Ω Λ = 0.6879±0.0087, харин бүх бодисын харьцангуй нягт (өөрөөр хэлбэл харанхуй ба үзэгдэх бодисын нягтын нийлбэр) байна. Ω м = 0.3121±0.0087.

Хэрэв бид орчлон ертөнцийн бүх энергийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (хар энерги, бүх материйн нягтрал, түүнчлэн манай эрин үед бага ач холбогдолтой цацрагийн нягтрал ба нейтрино) нэгтгэвэл бид бүх энергийн нягтыг олж авах болно. Орчлон ертөнцийн эгзэгтэй нягтын харьцаа ба Ω 0-оор тэмдэглэнэ. Хэрэв энэ харьцангуй нягт нь 1-тэй тэнцүү бол Орчлон ертөнцийн муруйлт 0-тэй тэнцүү байна. Нэгдмэл байдлаас Ω 0-ийн хазайлт нь муруйлттай холбоотой Орчлон ертөнцийн энергийн нягтрал Ω K-ийг тодорхойлдог. Реликт цацрагийн тархалтын жигд бус байдлын (хэлбэлзэл) түвшинг хэмжих замаар нягтын бүх параметрүүд, тэдгээрийн нийт утга, үүний үр дүнд орчлон ертөнцийн муруйлтын параметрийг тодорхойлно.

Ажиглалтын үр дүнд үндэслэн зөвхөн CMB-ийн өгөгдлийг (температур, туйлшрал, линз) харгалзан муруйлтын параметр нь жижиг алдаануудын дотор тэгтэй маш ойрхон байгааг тогтоосон: Ω K = -0.004±0.015, мөн харгалзан үзсэн. галактикийн бөөгнөрөлүүдийн тархалтын талаарх өгөгдөл, Ia төрлийн суперновагийн өгөгдлийн параметрийн дагуу хэмжилтийн тэлэлтийн хурд Ω K = 0.0008±0.0040. Өөрөөр хэлбэл, Орчлон ертөнц өндөр нарийвчлалтай хавтгай юм.

Яагаад чухал вэ? Орчлон ертөнцийн тэгш байдал нь инфляцийн загвараар тодорхойлсон маш хурдан эрин үеийн гол үзүүлэлтүүдийн нэг юм. Жишээлбэл, төрөх үед орчлон ертөнц маш том муруйлттай байж болох байсан бол одоо НИТХ-ын мэдээллээр бол хавтгай гэдгийг мэддэг болсон. Инфляцийн тэлэлт нь түүнийг ажиглагдаж болох бүх орон зайд тэгшхэн болгодог (мэдээжийн хэрэг, одод болон галактикийн сансрын муруйлт нь тийм ч чухал биш том масштабтай гэсэн үг) тойргийн радиусыг нэмэгдүүлэх нь сүүлийг нь шулуун болгож, хязгааргүй радиустай болгодог. тойрог нь шулуун шугам шиг харагдаж байна.

Эрт дээр үед хүмүүс дэлхийг тэгшхэн, гурван халим дээр тогтдог гэж боддог байсан бол манай экумен дугуй хэлбэртэй байдаг бөгөөд хэрэв та үргэлж баруун зүгт хөвж явбал хэсэг хугацааны дараа та анхныхаа эхлэл рүү буцах болно. зүүн. Орчлон ертөнцийг үзэх үзэл ч мөн адил өөрчлөгдсөн. Нэгэн цагт Ньютон орон зайг хавтгай бөгөөд хязгааргүй гэж үздэг байв. Эйнштейн манай ертөнцийг зөвхөн хязгааргүй, муруй төдийгүй хаалттай байхыг зөвшөөрсөн. Цацраг туяаг судлах явцад олж авсан хамгийн сүүлийн үеийн мэдээлэл нь Орчлон ертөнц өөрөө хаалттай байж болохыг харуулж байна. Хэрэв та дэлхийгээс байнга нисдэг бол хэзээ нэгэн цагт та түүн рүү ойртож, эцэст нь Магелланы хөлөг онгоцны нэг шиг бүх орчлон ертөнцийг тойрч, дэлхийг тойрон аялах болно. Дэлхийг бүхэлд нь тойроод Испанийн Санлукар де Баррамеда боомт руу явав.

Манай орчлон ертөнц Их тэсрэлтийн үр дүнд үүссэн гэсэн таамаглалыг одоо нийтээр хүлээн зөвшөөрсөн гэж үзэж байна. Эхэндээ матери маш халуун, нягт, хурдацтай тэлж байв. Дараа нь орчлон ертөнцийн температур хэдэн мянган градус хүртэл буурчээ. Тухайн үеийн бодис нь электрон, протон, альфа бөөмс (гелийн цөм) -ээс бүрддэг, өөрөөр хэлбэл энэ нь маш их ионжсон хий - плазм, гэрэлд тунгалаг бус, цахилгаан соронзон долгион юм. Тухайн үед эхэлсэн цөм ба электронуудын дахин нэгдэл (холболт), өөрөөр хэлбэл устөрөгч ба гелийн төвийг сахисан атомууд үүссэн нь Орчлон ертөнцийн оптик шинж чанарыг эрс өөрчилсөн. Энэ нь ихэнх цахилгаан соронзон долгионд ил тод болсон.

Тиймээс гэрэл, радио долгионыг судалснаар зөвхөн рекомбинацийн дараа юу болсныг харах боломжтой бөгөөд өмнө нь болсон бүх зүйл ионжсон материйн "галт ханаар" хаагдсан байдаг. Халуун матер эрт ил тод болсон реликт нейтрино, ямар ч нягттай бодис саад болохгүй анхдагч таталцлын долгионыг хэрхэн бүртгэж сурвал л орчлон ертөнцийн түүхийг илүү гүнзгий судлах боломжтой. ирээдүйн асуудал бөгөөд түүнээс хол.хамгийн ойр.

Төвийг сахисан атомууд үүссэнээс хойш манай орчлон ертөнц 1000 орчим дахин тэлж, рекомбинацын эриний цацраг нь өнөөдөр дэлхий дээр гурван Кельвин хэмийн температуртай богино долгионы дэвсгэр хэлбэрээр ажиглагдаж байна. 1965 онд том радио антенныг турших үед анх нээсэн энэ дэвсгэр нь бүх чиглэлд бараг ижил байна. Орчин үеийн мэдээллээс үзэхэд атомуудаас зуун сая дахин их реликт фотонууд байдаг тул манай ертөнц орчлон ертөнцийн амьдралын эхний минутуудад ялгарах хүчтэй улайсан гэрлийн урсгалд оршдог.

Сонгодог сансрын топологи

100 мегапарсекээс том хэмжээтэй бол бидний харж буй орчлон ертөнцийн хэсэг нь нэлээд нэгэн төрлийн юм. Бүх өтгөн бөөгнөрөл - галактикууд, тэдгээрийн бөөгнөрөл, супер бөөгнөрөл нь зөвхөн богино зайд ажиглагддаг. Түүнээс гадна, орчлон ертөнц нь изотроп шинж чанартай, өөрөөр хэлбэл түүний шинж чанарууд нь аль ч чиглэлд ижил байдаг. Эдгээр туршилтын баримтууд нь бөмбөрцөг тэгш хэм, материйн тархалтын орон зайн нэгэн төрлийн байдлыг тооцдог бүх сонгодог сансар судлалын загваруудын үндэс юм.

1922 онд Александр Фридман олсон Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий (GR) тэгшитгэлийн сонгодог сансар судлалын шийдлүүд нь хамгийн энгийн топологитой. Тэдний орон зайн хэсгүүд нь хавтгай (хязгааргүй шийдлийн хувьд) эсвэл бөмбөрцөгтэй (хязгаарлагдмал шийдлийн хувьд) төстэй. Гэхдээ ийм орчлон ертөнцүүд өөр хувилбартай байдаг: зах хязгааргүй, хязгаарлагдмал эзэлхүүнтэй ертөнц өөрөө хаалттай байдаг.

Фридманы олсон анхны шийдлүүд нь зөвхөн нэг төрлийн материар дүүрсэн орчлон ертөнцийг тодорхойлсон. Материйн дундаж нягтын зөрүүгээс болж янз бүрийн зургууд гарч ирэв: хэрэв энэ нь эгзэгтэй түвшнээс давсан бол орон зайн эерэг муруйлт, хязгаарлагдмал хэмжээс, амьдралын хугацаа бүхий хаалттай ертөнцийг олж авсан. Түүний тэлэлт аажмаар удааширч, зогсч, нэг цэг хүртэл агшилтаар солигдсон. Эгзэгтэй хэмжээнээс доогуур нягтралтай орчлон ертөнц сөрөг муруйлттай, хязгааргүй тэлж, инфляцийн түвшин нь тогтмол утгатай байв. Энэ загварыг нээлттэй гэж нэрлэдэг. Хавтгай орчлон ертөнц нь эгзэгтэйтэй яг тэнцүү нягтралтай завсрын тохиолдол бөгөөд түүний агшин зуурын орон зайн хэсгүүд нь тэг муруйлттай хавтгай Евклидийн орон зай юм. Хавтгай нь нээлттэй нэгэн адил хязгааргүй тэлэх боловч тэлэлтийн хурд нь тэг байх хандлагатай байдаг. Хожим нь илүү төвөгтэй загваруудыг зохион бүтээж, нэгэн төрлийн, изотроп ертөнцийг цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй бодисоор дүүргэсэн.

Орчин үеийн ажиглалтууд орчлон ертөнц одоо хурдатгалтайгаар тэлж байгааг харуулж байна ("Beyond the Universe's Event Horizon", 2006 оны №3-ыг үзнэ үү). Хэрэв орон зайг ямар нэгэн бодисоор дүүргэсэн бол (ихэвчлэн харанхуй энерги гэж нэрлэдэг) энэ зан үйл боломжтой сөрөг даралтэнэ бодисын эрчим хүчний нягтралтай ойролцоо байна. Харанхуй энергийн энэхүү шинж чанар нь ердийн материйн татах хүчийг их хэмжээгээр даван туулдаг нэгэн төрлийн таталцлын эсрэг хүчийг бий болгоход хүргэдэг. Эхлээд ижил төстэй загвар(ламбда гэж нэрлэгддэг нэр томъёотой) Альберт Эйнштейн өөрөө санал болгосон.

Хэрэв энэ бодисын даралт тогтмол биш, харин цаг хугацаа өнгөрөх тусам нэмэгддэг бол орчлон ертөнцийг тэлэх тусгай горим үүсдэг. Энэ тохиолдолд хэмжээ ихсэх нь маш хурдацтай нэмэгдэж, хязгаарлагдмал хугацаанд орчлон ертөнц хязгааргүй болдог. Галактикаас эхлээд энгийн тоосонцор хүртэлх бүх материаллаг биетүүд сүйрч дагалддаг орон зайн хэмжээсийн ийм огцом инфляцийг Big Rip гэж нэрлэдэг.

Эдгээр бүх загварууд нь орчлон ертөнцийн тусгай топологийн шинж чанарыг агуулаагүй бөгөөд бидний ердийн орон зайтай төстэй юм. Энэ зураг нь хэт улаан туяа, үзэгдэх, хэт ягаан туяа, рентген туяаг бүртгэдэг дурангаар одон орон судлаачдын хүлээн авдаг өгөгдөлтэй сайн тохирч байна. Зөвхөн радио ажиглалтын мэдээлэл, тухайлбал реликт дэвсгэрийн нарийвчилсан судалгаа нь эрдэмтэд манай ертөнц ийм шулуун зохион байгуулалттай байдаг гэдэгт эргэлзэхэд хүргэв.

Эрдэмтэд манай орчлон ертөнцийн амьдралын эхний мянган жилийн үйл явдлуудаас биднийг тусгаарлаж буй "галт хана"-ны араас харж чадахгүй. Гэвч сансарт хөөргөсөн лабораторийн тусламжтайгаар бид жил бүр халуун плазмыг бүлээн хий болгон хувиргасны дараа юу болсон талаар илүү ихийг мэдэж авдаг.

Орбитын радио хүлээн авагч

Сансрын богино долгионы арын цацрагийн хүчийг хэмждэг WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) сансрын ажиглалтын газраас олж авсан анхны үр дүн нь 2003 оны 1-р сард хэвлэгдсэн бөгөөд маш их удаан хүлээгдэж буй мэдээллийг агуулж байсан тул өнөөг хүртэл түүний ойлголт дуусаагүй байна. Ихэнхдээ физикийг сансар судлалын шинэ өгөгдлийг тайлбарлахад ашигладаг: материйн төлөв байдлын тэгшитгэл, тэлэлтийн хуулиуд, анхны цочролын спектрүүд. Гэхдээ энэ удаад цацрагийн өнцгийн нэг төрлийн бус байдлын шинж чанар нь огт өөр тайлбарыг - геометрийн тайлбарыг шаарддаг. Илүү нарийн - топологи.

WMAP-ийн гол зорилго нь сансрын богино долгионы дэвсгэр (эсвэл богино долгионы дэвсгэр гэж нэрлэдэг) температурын нарийвчилсан зургийг бүтээх явдал байв. WMAP нь тэнгэрийн бараг диаметрийн эсрэг хоёр цэгээс ирж буй дохиог нэгэн зэрэг бүртгэдэг хэт мэдрэмтгий радио хүлээн авагч юм. Тус ажиглалтын төвийг 2001 оны 6-р сард дэлхийгээс нэг сая хагас километрийн зайд орших Лагранжийн L2 цэг гэж нэрлэгддэг онцгой тайван, "чимээгүй" тойрог замд хөөргөсөн. 840 кг жинтэй энэхүү хиймэл дагуул нь үнэндээ Нарыг тойрон тойрог замд байдаг ч Дэлхий болон Нарны таталцлын талбайн нийлмэл үйлдлээс болж түүний эргэлтийн хугацаа яг нэг жил бөгөөд дэлхийгээс хаашаа ч холдохгүй. Хиймэл дагуулыг ийм алс холын тойрог замд хөөргөсөн бөгөөд ингэснээр хуурай газрын хүний ​​үйл ажиллагааны хөндлөнгийн оролцоо нь радио цацрагийг хүлээн авахад саад болохгүй.

Сансрын радио ажиглалтын төвөөс олж авсан мэдээлэлд үндэслэн асар олон тооны сансар судлалын параметрүүдийг урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй нарийвчлалтайгаар тодорхойлох боломжтой болсон. Нэгдүгээрт, Орчлон ертөнцийн нийт нягтын эгзэгтэй нягтын харьцаа нь 1.02 ± 0.02 (өөрөөр хэлбэл манай Орчлон хавтгай эсвэл маш бага муруйлттай хаалттай). Хоёрдугаарт, манай дэлхийн өргөн цар хүрээтэй тэлэлтийг тодорхойлдог Хаббл тогтмол нь 72±2 км/с/Мп. Гуравдугаарт, Орчлон ертөнцийн нас нь 13.4 ± 0.3 тэрбум жил бөгөөд рекомбинацын хугацаатай харгалзах улаан шилжилт нь 1088 ± 2 байна (энэ нь дундаж утга, рекомбинацын хилийн зузаан нь заасан алдаанаас хамаагүй том). Онолчдын хувьд хамгийн их шуугиан тарьсан үр дүн нь реликт цацрагийн эвдрэлийн өнцгийн спектр, бүр тодруулбал хоёр, гурав дахь гармоникуудын хэт бага утга байв.

Температурын зураглалыг янз бүрийн бөмбөрцөг гармоникуудын (олон туйлт) нийлбэрээр дүрслэн ийм спектрийг бүтээдэг. Энэ тохиолдолд хувьсах бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь бөмбөрцөгт бүхэл тооны удаа багтах цочролын ерөнхий дүр зургаас ялгагдана: дөрвөлжин - 2 удаа, наймоль - 3 удаа гэх мэт. Бөмбөрцөг гармоникийн тоо их байх тусам арын дэвсгэрийн өндөр давтамжийн хэлбэлзэл их байх ба харгалзах "цэг" -ийн өнцгийн хэмжээ бага байх болно. Онолын хувьд бөмбөрцөг гармоникуудын тоо хязгааргүй боловч бодит ажиглалтын газрын зургийн хувьд энэ нь ажиглалт хийсэн өнцгийн нарийвчлалаар хязгаарлагддаг.

Бүх бөмбөрцөг гармоникуудыг зөв хэмжихийн тулд бүхэл бүтэн селестиел бөмбөрцгийн газрын зураг шаардлагатай бөгөөд WMAP нь батлагдсан хувилбарыг ердөө нэг жилийн дотор хүлээн авдаг. Анхны ийм нарийн биш газрын зургийг 1992 онд Relic болон COBE (Cosmic Background Explorer) туршилтаар олж авсан.

Багель хэрхэн кофены аяга шиг харагддаг вэ?
Математикийн ийм салбар байдаг - топологи нь тэдгээрийн аль нэг хэв гажилтын дор хадгалагдаж буй биетүүдийн шинж чанарыг цоорхой, наалтгүйгээр судалдаг. Бидний сонирхож буй геометрийн бие нь уян хатан, амархан гажигтай байдаг гэж төсөөлөөд үз дээ. Энэ тохиолдолд, жишээлбэл, шоо эсвэл пирамидыг бөмбөрцөг эсвэл лонх, торусыг ("пончик") бариултай кофены аяга болгон хувиргах боломжтой боловч бөмбөрцөгийг хувиргах боломжгүй болно. Энэ амархан гажигтай биеийг урж нааж болохгүй бол бариултай аяга. Бөмбөрцөгийг хоорондоо холбогдоогүй хоёр хэсэгт хуваахын тулд нэг битүү зүсэлт хийхэд хангалттай бөгөөд торустай ижил зүйлийг хийхэд зөвхөн хоёр зүсэлт хийж болно. Топологичид хавтгай торус, эвэрт бөмбөрцөг, эсвэл Клейн лонх гэх мэт бүх төрлийн чамин хийцийг шүтэн биширдэг бөгөөд үүнийг зөвхөн хоёр удаа орон зайд зөв дүрсэлж болно. их тоохэмжилт. Тэгэхээр манай гурван хэмжээст орчлон ертөнцийг зөвхөн зургаан хэмжээст орон зайд амьдарч байж л амархан төсөөлж болно. Сансар огторгуйн топологичид цаг хугацаа руу хараахан халдахгүй байгаа бөгөөд ямар нэгэн зүйлд түгжихгүйгээр зүгээр л шугаман урсах боломжийг үлдээж байна. Өнөөдөр долоон хэмжээст орон зайд ажиллах чадвар нь манай хоёр талт ертөнц ямар нарийн төвөгтэй болохыг ойлгоход хангалттай юм.

CMB-ийн эцсийн температурын зураг нь таван өөр давтамжийн муж дахь радио цацрагийн эрчмийг харуулсан газрын зураг дээр хийсэн шаргуу дүн шинжилгээнд үндэслэсэн болно.

Гэнэтийн шийдвэр

Ихэнх бөмбөрцөг гармоникуудын хувьд олж авсан туршилтын өгөгдөл нь загварын тооцоололтой давхцдаг. Зөвхөн хоёр гармоник болох квадруполь ба октуполь нь онолчдын хүлээгдэж буй түвшнээс илт доогуур байв. Түүгээр ч барахгүй ийм том хазайлт санамсаргүй тохиолдох магадлал маш бага юм. Квадруполь ба октуполь дарангуйллыг COBE-ийн мэдээлэлд аль эрт тэмдэглэсэн. Гэсэн хэдий ч тэр жилүүдэд олж авсан газрын зургууд нь нягтрал муутай, их хэмжээний чимээ шуугиантай байсан тул энэ асуудлыг хэлэлцэхийг илүү сайн цаг хүртэл хойшлуулав. Сансар огторгуйн бичил долгионы арын эрчмийн хамгийн том хоёр хэлбэлзлийн далайц нь ямар шалтгаанаар маш бага болж хувирсан нь эхэндээ бүрэн ойлгомжгүй байв. Ажиглах боломжтой бүх орчлон ертөнцийн хэмжээнд үйлчилж, түүнийг илүү нэгэн төрлийн болгож, үүнтэй зэрэгцэн жижиг масштабтай ажиллахаа больж, хэлбэлзэх боломжийг олгодог тул тэдгээрийг дарах физик механизмыг гаргаж ирэх боломжгүй байна. илүү хүчтэй. Тийм ч учраас тэд өөр арга зам хайж эхэлсэн бөгөөд үүссэн асуултын топологийн хариултыг олсон байх. Физик асуудлын математикийн шийдэл нь гайхалтай гоёмсог бөгөөд гэнэтийн зүйл болж хувирав: Ертөнц бол өөрөө хаалттай хоёр талт хэлбэртэй гэж үзэхэд хангалттай байв. Дараа нь бага давтамжийн гармоникийг дарах нь арын цацрагийн орон зайн өндөр давтамжийн модуляцаар тайлбарлагдана. Энэ нөлөө нь хаалттай хоёр талт орон зайн өөр өөр хэсгүүдээр дамжуулан дахин нэгтгэх плазмын ижил бүсийг олон удаа ажигласны улмаас үүсдэг. Орчлон ертөнцийн янз бүрийн өнцөгт радио дохио дамжсанаас болж бага гармоникууд өөрөө унтардаг нь харагдаж байна. Дэлхийн ийм топологийн загварт хоёр талт өнцөгтийн аль нэгнийх нь ойролцоо болж буй үйл явдлууд нь ойролцоо ба эсрэг талд байдаг, учир нь эдгээр бүсүүд нь ижил бөгөөд үнэндээ орчлон ертөнцийн нэг хэсэг юм. Үүний улмаас дэлхий дээр диаметрийн эсрэг талаас ирж буй реликт гэрэл нь анхдагч плазмын ижил бүсээс ялгардаг. Энэ нөхцөл байдал нь харагдахуйц үйл явдлын давхрагаас арай том орчлон ертөнцөд ч CMB спектрийн доод гармоникуудыг дарахад хүргэдэг.

Анизотропийн зураг
Өгүүллийн текстэд дурдсан квадруполь нь хамгийн бага бөмбөрцөг гармоник биш юм. Үүнээс гадна монополь (тэг гармоник) ба диполь (эхний гармоник) байдаг. Монополийн хэмжээ нь сансрын богино долгионы дэвсгэрийн дундаж температураар тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь өнөөдөр 2.728 К байна. Үүнийг ерөнхий дэвсгэрээс хассаны дараа диполь бүрэлдэхүүн хэсэг нь хамгийн том нь болж, аль нэг дэх температур хэр их байгааг харуулж байна. Биднийг хүрээлэн буй орон зайн хагас бөмбөрцөг нь нөгөөгөөсөө өндөр байдаг. Энэ бүрэлдэхүүн хэсэг байгаа нь үндсэндээ CMB-тай харьцуулахад Дэлхий ба Сүүн замын хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй. Доплер эффектийн улмаас температур нь хөдөлгөөний чиглэлд нэмэгдэж, эсрэг чиглэлд буурдаг. Энэ нөхцөл байдал нь аливаа объектын хурдыг сансрын арын цацрагийн дагуу тодорхойлох боломжийг олгож, улмаар бүхэл бүтэн ертөнцийн хувьд тайван байдалд байгаа удаан хүлээгдэж буй үнэмлэхүй координатын системийг нэвтрүүлэх боломжийг олгоно.

Дэлхийн хөдөлгөөнтэй холбоотой диполь анизотропийн хэмжээ нь 3.353*10-3 К. Энэ нь 400 км/с орчим хурдтай суурь цацрагтай харьцуулахад нарны хөдөлгөөнтэй тохирч байна. Үүний зэрэгцээ бид Арслан, Чалис одны хилийн чиглэлд "нисч", Aquarius одноос "нисдэг". Манай Галактик нь өөрийн харьяалагддаг орон нутгийн галактикуудын хамт 600 км/с хурдтай реликттэй харьцуулахад хөдөлдөг.

Арын дэвсгэр зураг дээрх бусад бүх түгшүүр (дөрвөлсөн туйл ба түүнээс дээш) нь рекомбинацын хил дээрх бодисын нягтрал, температур, хурдны нэг төрлийн бус байдал, түүнчлэн манай Галактикаас цацрагийн ялгаралтаас үүдэлтэй. Диполь бүрэлдэхүүн хэсгийг хассаны дараа бусад бүх хазайлтын нийт далайц нь зөвхөн 18 * 10-6 К болж хувирна. Сүүн замын өөрийн цацрагийг (гол төлөв галактикийн экваторын хавтгайд төвлөрсөн) хасахын тулд бичил долгионы ажиглалт. дэвсгэр нь 22.8 GHz-ээс 93.5 GHz хүртэлх таван давтамжийн зурваст хийгддэг.

Тортой хослуулсан

Бөмбөрцөг эсвэл хавтгайгаас илүү төвөгтэй топологи бүхий хамгийн энгийн бие бол торус юм. Гартаа гурилан бүтээгдэхүүн барьсан хүн бүр үүнийг төсөөлж чадна. Хавтгай торусын өөр нэг илүү зөв математик загварыг зарим хүмүүсийн дэлгэцээр харуулсан болно Компьютер тоглоом: энэ бол дөрвөлжин эсвэл тэгш өнцөгт бөгөөд эсрэг талууд нь тодорхойлогддог бөгөөд хэрэв хөдөлж буй объект доошоо буувал дээрээс нь гарч ирнэ; Дэлгэцийн зүүн хилийг давахад баруун талын ард гарч ирэх ба эсрэгээр. Ийм торус нь хязгаарлагдмал эзэлхүүнтэй, ямар ч хил хязгааргүй, энгийн бус топологи бүхий ертөнцийн хамгийн энгийн жишээ юм.

Гурван хэмжээст орон зайд ижил төстэй процедурыг куб ашиглан хийж болно. Хэрэв та түүний эсрэг талын нүүрийг тодорхойлох юм бол гурван хэмжээст торус үүсдэг. Хэрэв та ийм шоо дотор эргэн тойрон дахь орон зайг харвал түүний цорын ганц бөгөөд өвөрмөц (давтагдахгүй) хэсгийн хуулбаруудаас бүрдэх хязгааргүй ертөнцийг харж болно. Ийм ертөнцөд ямар ч хил хязгаар байдаггүй, гэхдээ анхны шооны ирмэгтэй зэрэгцээ гурван сонгосон чиглэл байдаг бөгөөд тэдгээрийн дагуу анхны объектуудын үе үе эгнээ ажиглагддаг. Энэ зураг нь толин тусгалтай ханатай шоо дотор харагдахтай маш төстэй юм. Үнэн бол түүний аль нэг талыг нь харахад ийм ертөнцийн оршин суугч дэлхийн инээдмийн өрөөнд байгаа шиг царайг нь биш харин толгойгоо харах болно. Илүү зөв загвар бол 6 телевизийн камер, 6 хавтгай LCD дэлгэцээр тоноглогдсон өрөө байх бөгөөд эсрэг талд байрлах кино камерын авсан зургийг харуулдаг. Энэ загварт харагдах ертөнцөөр телевизийн хэмжээс рүү гарсан тул өөрөө хаагддаг.

Хэрэв гэрлийн анхны эзэлхүүнийг гатлах хугацаа хангалттай бага, өөрөөр хэлбэл анхны биеийн хэмжээсүүд сансар судлалын масштабтай харьцуулахад бага байвал дээр дурдсан нам давтамжийн гармоникуудыг дарах дүр зураг зөв болно. Хэрэв Ертөнцийн ажиглалтын боломжтой хэсгийн хэмжээсүүд (орчлон ертөнцийн давхрага гэж нэрлэгддэг) болж хувирвал жижиг хэмжээтэйЭхний топологийн эзэлхүүнтэй харьцуулахад нөхцөл байдал бидний ердийн хязгааргүй Эйнштейний орчлон ертөнцөөс ялгаатай байх болно, мөн CMB спектрт ямар ч гажиг ажиглагдахгүй.

Ийм куб ертөнц дэх орон зайн хамгийн дээд хэмжээ нь анхны биеийн хэмжээгээр тодорхойлогддог - аливаа хоёр биетийн хоорондох зай нь анхны кубын гол диагональаас хагасаас хэтрэхгүй байх ёстой. Рекомбинацын хил хязгаараас бидэнд ирж буй гэрэл нь анхны шоо дөрвөлжин толь хананд туссан мэт замдаа хэд хэдэн удаа дайран өнгөрдөг тул үүнээс болж цацрагийн өнцгийн бүтэц гажиж, нам давтамжийн хэлбэлзэл өндөр давтамжтай болдог. Үүний үр дүнд анхны эзэлхүүн бага байх тусам хамгийн бага том хэмжээний өнцгийн хэлбэлзлийг дарах нь илүү хүчтэй бөгөөд энэ нь реликт дэвсгэрийг судалснаар манай Орчлон ертөнцийн хэмжээг тооцоолох боломжтой гэсэн үг юм.

3D мозайк

Хавтгай топологийн нарийн төвөгтэй гурван хэмжээст ертөнцийг зөвхөн куб, параллелепипед, зургаан өнцөгт призм дээр үндэслэн байгуулж болно. Муруй орон зайн хувьд илүү өргөн ангиллын тоо ийм шинж чанартай байдаг. Энэ тохиолдолд WMAP туршилтаар олж авсан өнцгийн спектрүүд нь орчлон ертөнцийн хоёр талт загвартай хамгийн сайн тохирдог. 12 таван өнцөгт нүүртэй энэхүү энгийн олон өнцөгт нь таван өнцөгт нөхөөсөөр оёсон хөл бөмбөгийн бөмбөгтэй төстэй юм. Эндээс харахад жижиг эерэг муруйлттай орон зайд ердийн додекаэдрүүд нь нүх, харилцан огтлолцолгүйгээр бүхэл бүтэн орон зайг дүүргэж чаддаг. Додекаэдрын хэмжээ ба муруйлтын хоорондох тодорхой харьцаатай бол үүний тулд 120 бөмбөрцөг додекаэдр хэрэгтэй. Түүгээр ч барахгүй олон зуун "бөмбөг" -ээс бүрдсэн энэхүү нарийн төвөгтэй бүтцийг 180 градусаар эргүүлсэн эсрэг талын нүүрийг тодорхойлсон зөвхөн нэг додекаэдрээс бүрдэх топологийн хувьд ижил төстэй бүтэц болгон бууруулж болно.

Ийм дудекаэдрээс үүссэн орчлон ертөнц нь хэд хэдэн сонирхолтой шинж чанартай байдаг: энэ нь илүүд үздэг чиглэлгүй бөгөөд CMB-ийн хамгийн бага өнцгийн гармоникуудын хэмжээг бусад ихэнх загваруудаас илүү сайн тодорхойлдог. Ийм дүр зураг нь зөвхөн битүү ертөнцөд л үүсдэг бөгөөд энэ нь өнөөгийн ажиглалтын зөвшөөрөгдсөн утгын хүрээнд (1.02±0.02) хамаарах 1.013-ын эгзэгтэй нягтын харьцаатай байдаг.

Дэлхийн жирийн оршин суугчдын хувьд эдгээр бүх топологийн нарийн төвөгтэй байдал нь эхлээд харахад тийм ч их утгагүй юм. Гэхдээ физикч, философичдын хувьд - огт өөр асуудал. Дэлхий ертөнцийг бүхэлд нь үзэх үзэл болон манай ертөнцийн бүтцийг тайлбарлах нэгдсэн онолын хувьд энэ таамаглал ихээхэн сонирхол татаж байна. Тиймээс, реликийн спектрийн гажиг илрүүлсний дараа эрдэмтэд санал болгож буй топологийн онолыг батлах эсвэл үгүйсгэх бусад баримтуудыг хайж эхлэв.

Дууны плазм
CMB-ийн хэлбэлзлийн спектр дээр улаан шугам нь онолын загварын таамаглалыг заана. Түүний эргэн тойрон дахь саарал коридор нь зөвшөөрөгдөх хазайлт, хар цэгүүд нь ажиглалтын үр дүн юм. Ихэнх нь WMAP туршилтаар олж авсан өгөгдөл ба зөвхөн хамгийн өндөр гармоникийн хувьд CBI (бөмбөлөг) болон ACBAR (Антарктидын газрын гадаргуу) судалгааны үр дүнг нэмнэ. Реликт цацрагийн хэлбэлзлийн өнцгийн спектрийн нормчлогдсон график дээр хэд хэдэн максимум харагдаж байна. Эдгээр нь "акустик оргилууд" буюу "Сахаровын хэлбэлзэл" гэж нэрлэгддэг. Тэдний оршин тогтнохыг Андрей Сахаров онолын хувьд урьдчилан таамаглаж байсан. Эдгээр оргилууд нь Доплер эффектээс үүдэлтэй бөгөөд дахин нэгтгэх үед плазмын хөдөлгөөнөөс үүсдэг. Хэлбэлзлийн хамгийн их далайц нь рекомбинацийн агшинд учир шалтгаантай холбоотой бүсийн (дууны давхрага) хэмжээнээс хамаарна. Жижиг масштабын хувьд плазмын хэлбэлзэл нь фотоны зуурамтгай чанараар суларч байсан бол том масштабын хувьд цочрол нь бие биенээсээ хамааралгүй бөгөөд үе шаттай биш байв. Тиймээс орчин үеийн эрин үед ажиглагдсан хамгийн их хэлбэлзэл нь өнөө үед дууны давхрагын харагдах өнцөгт, өөрөөр хэлбэл рекомбинацийн үед нэг амьдралтай байсан анхдагч плазмын бүсэд унадаг. Хамгийн дээд цэгийн яг байрлал нь орчлон ертөнцийн нийт нягтын эгзэгтэй нягтын харьцаанаас хамаарна. Ажиглалтаас харахад эхний, хамгийн өндөр оргил нь ойролцоогоор 200-р гармоник дээр байрладаг бөгөөд энэ нь онолын дагуу Евклидийн хавтгай ертөнцтэй өндөр нарийвчлалтай нийцдэг.

Хоёр дахь болон дараагийн акустик оргилуудад сансар судлалын параметрүүдийн талаар маш их мэдээлэл агуулагддаг. Тэдний оршин тогтнох нь рекомбинацийн эрин үед сийвэн дэх акустик хэлбэлзлийн "үе шат" -ын баримтыг тусгадаг. Хэрэв ийм холболт байхгүй байсан бол зөвхөн эхний оргил ажиглагдах бөгөөд бүх жижиг масштабын хэлбэлзэл адил магадлалтай байх болно. Гэхдээ янз бүрийн масштабын хэлбэлзлийн ийм учир шалтгааны хамаарлыг бий болгохын тулд эдгээр (бие биенээсээ маш хол) бүсүүд хоорондоо харилцан үйлчлэлцэх чадвартай байх ёстой. Яг ийм нөхцөл байдал нь инфляцийн ертөнцийн загварт аяндаа үүсдэг бөгөөд CMB-ийн хэлбэлзлийн өнцгийн спектрийн хоёр дахь болон дараагийн оргилуудыг итгэлтэйгээр илрүүлэх нь энэ хувилбарын хамгийн чухал баталгааны нэг юм.

Реликт цацраг нь дулааны спектрийн хамгийн дээд цэгт ойрхон бүсэд ажиглагдсан. 3К температурын хувьд энэ нь 1 мм-ийн радио долгионы урттай байдаг. WMAP нь 3 мм-ээс 1.5 см-ийн долгионы уртад ажиглалтаа хийсэн бөгөөд энэ нь хамгийн дээд хэмжээндээ ойрхон бөгөөд манай Галактикийн оддын дуу чимээ багатай байдаг.

Олон талт ертөнц

Додекаэдр загварт үйл явдлын давхрага ба түүнтэй маш ойрхон орших рекомбинацын хил нь хоёр талт өнцөгтийн 12 нүүр тус бүрийг огтолж байна. Рекомбинацын хил ба анхны олон өнцөгтийн огтлолцол нь селестиел бөмбөрцгийн эсрэг цэгүүдэд байрлах бичил долгионы дэвсгэр зураг дээр 6 хос тойрог үүсгэдэг. Эдгээр тойргийн өнцгийн диаметр нь 70 градус байна. Эдгээр тойрог нь анхны додекаэдрын эсрэг талд байрладаг, өөрөөр хэлбэл геометрийн болон физикийн хувьд давхцдаг. Үүний үр дүнд тойрог бүрийн дагуу сансрын богино долгионы цацрагийн хэлбэлзлийн тархалт давхцах ёстой (180 градусын эргэлтийг харгалзан). Боломжит мэдээлэлд үндэслэн ийм тойрог хараахан илрээгүй байна.

Гэхдээ энэ үзэгдэл нь илүү төвөгтэй юм. Зөвхөн арын дэвсгэртэй харьцуулахад хөдөлгөөнгүй байгаа ажиглагчийн хувьд тойрог нь ижил бөгөөд тэгш хэмтэй байх болно. Нөгөө талаар дэлхий түүнтэй харьцангуй өндөр хурдтайгаар хөдөлдөг тул арын цацрагт мэдэгдэхүйц диполь бүрэлдэхүүн хэсэг гарч ирдэг. Энэ тохиолдолд тойрог нь эллипс болж, тэдгээрийн хэмжээ, тэнгэр дэх байршил, тойргийн дагуух дундаж температур өөрчлөгддөг. Ийм гажуудал байгаа үед ижил тойргийг илрүүлэх нь илүү хэцүү болж, өнөөдөр байгаа өгөгдлийн нарийвчлал хангалтгүй болж байна - тэдгээр нь байгаа эсэхийг олж мэдэхийн тулд шинэ ажиглалт хийх шаардлагатай байна.

Олон холбоост инфляци

Магадгүй бүх топологийн нарийн төвөгтэй сансар судлалын загваруудын хамгийн ноцтой асуудал бөгөөд тэдгээрийн нэлээд хэсэг нь аль хэдийн үүссэн бөгөөд голчлон онолын шинж чанартай байдаг. Өнөөдөр орчлон ертөнцийн хувьслын инфляцийн хувилбарыг стандарт гэж үздэг. Ажиглах боломжтой орчлон ертөнцийн өндөр нэгэн төрлийн ба изотропийг тайлбарлахыг санал болгов. Түүний хэлснээр, анх үүссэн орчлон ертөнц нэлээд жигд бус байсан. Дараа нь инфляцийн явцад орчлон ертөнц экспоненциалтай ойролцоо хуулийн дагуу тэлэх үед түүний анхны хэмжээсүүд хэд хэдэн дарааллаар нэмэгдэв. Өнөөдөр бид том орчлон ертөнцийн өчүүхэн хэсгийг л харж байгаа бөгөөд тэдгээрт нэг төрлийн бус байдал хэвээр байна. Үнэн, тэд маш том орон зайн цар хүрээтэй тул бидний хүртээмжтэй хэсэгт үл үзэгдэх болно. Инфляцийн хувилбар бол хамгийн сайн хөгжсөн сансар судлалын онол юм.

Үржүүлэгч орчлон ертөнцийн хувьд үйл явдлын ийм дараалал нь тохиромжгүй юм. Үүнд түүний бүх өвөрмөц хэсэг болон хамгийн ойрын хуулбарыг ажиглах боломжтой. Энэ тохиолдолд ажиглагдсан тэнгэрийн хаяанаас хамаагүй том масштабаар дүрслэгдсэн бүтэц эсвэл үйл явц байж болохгүй.

Хэрэв манай Орчлон ертөнцийн олон талт холболт батлагдвал сансар судлалыг хөгжүүлэх чиглэлүүд аль хэдийн тодорхой болсон: эдгээр нь инфляцийн бус загварууд ба орчлон ертөнцийн хэмжээ зөвхөн нэмэгддэг сул инфляцитай загварууд юм. инфляцийн үед хэд хэдэн удаа (эсвэл хэдэн арван удаа). Ийм загвар хараахан гараагүй байгаа бөгөөд эрдэмтэд дэлхийн танил дүр зургийг хадгалахыг хичээж, сансрын радио телескоп ашиглан олж авсан үр дүнгийн алдаа дутагдлыг идэвхтэй хайж байна.

Олдворуудыг боловсруулах

WMAP мэдээллийн бие даасан судалгаа хийсэн бүлгүүдийн нэг нь сансрын богино долгионы арын цацрагийн дөрвөлжин ба наймполийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь бие биентэйгээ ойрхон чиглэлтэй бөгөөд галактикийн экватортой бараг давхцдаг хавтгайд байрладаг болохыг анхаарч үзсэн. Энэ бүлгийн дүгнэлт нь богино долгионы дэвсгэрийн ажиглалтын өгөгдлөөс Галактикийн дэвсгэрийг хасах үед алдаа гарсан бөгөөд гармоникуудын бодит хэмжээ огт өөр байна.

Сансар судлалын болон орон нутгийн дэвсгэрийг зөв салгахын тулд WMAP ажиглалтыг 5 өөр давтамжтайгаар тусгайлан хийсэн. Мөн WMAP-ийн үндсэн баг ажиглалтын боловсруулалтыг зөв хийсэн гэж үзэж, санал болгож буй тайлбараас татгалзаж байна.

2003 оны эхээр нийтлэгдсэн сансар судлалын боломжтой өгөгдлийг WMAP ажиглалтын эхний жилийн үр дүнг боловсруулсны дараа олж авсан. Санал болгож буй таамаглалыг шалгахын тулд ердийнх шиг нарийвчлалыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай. 2006 оны эхээр WMAP дөрвөн жилийн турш тасралтгүй ажиглалт хийсэн бөгөөд энэ нь нарийвчлалыг хоёр дахин нэмэгдүүлэхэд хангалттай байх ёстой боловч эдгээр тоо баримт хараахан хэвлэгдээгүй байна. Бид жаахан хүлээх хэрэгтэй, магадгүй Орчлон ертөнцийн хоёр талт топологийн талаархи бидний таамаглал бүрэн төгс шинж чанартай болно.

Михаил Прохоров, физик-математикийн шинжлэх ухааны доктор

Орчлон ертөнцийн сансар огторгуйн загварын үнэн зөвийг шалгахдаа түүний массын 72 орчим хувь нь харанхуй энерги дээр унадаг шинэ аргыг ашиглан орчлон ертөнц "хавтгай" гэдгийг баталж, Альберт Эйнштейн сансар судлалын тогтмол гэгддэг. түүнийг дуудсан томоохон алдаа, Пүрэв гаригт Nature сэтгүүлд хэвлэгдсэн нийтлэлийн зохиогчдын үзэж байгаагаар түүний хурдацтай өргөжиж байгаагийн тайлбар байж магадгүй юм.

Альберт Эйнштейн агшихгүй, тэлэхгүй тогтвортой орчлон ертөнцийг бий болгохын тулд харьцангуйн ерөнхий тэгшитгэлдээ вакуумын шинж чанарыг тодорхойлсон сансар судлалын тогтмолыг нэмж оруулсан. Гэсэн хэдий ч түүнээс хойш хэсэг хугацааны дараа Америкийн одон орон судлаач Эдвин Хаббл орчлон ертөнц үнэхээр тэлж байгааг харуулсан бөгөөд Эйнштейн өөрөө сансар судлалын тогтмолыг өөрийн "хамгийн том алдаа" гэж нэрлэжээ.

Сансар судлалын тогтмол нь шинжлэх ухааны сонирхлын сэдэв хэвээр байсан ч 1990-ээд он хүртэл тэгээс ялимгүй ялгаатай гэж үздэг байв. 1998-1999 онуудад хэт шинэ одны ажиглалтууд орчлон ертөнц хурдатгалын хэрээр тэлж байгааг харуулж, улмаар Big Bang-ийн "цуурай" болох сансрын богино долгионы дэвсгэрийг судалдаг WMAP датчикийн (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) өгөгдөл нь эрдэмтэдийг Нууцлаг харанхуй энерги нь орчлон ертөнцийг "түлхэж" байгаа нь түүний массын 72 орчим хувийг эзэлдэг гэж бодъё. Эдгээр олдворууд нь сансрын тогтмолыг судлах шинэ сонирхлыг төрүүлэв.

Провансын Их Сургуулийн (Франц) Кристиан Маринони, Аделина Баззи нар улаан шилжилт ихтэй хос галактикийн геометрийн үндсэн дээр орчлон ертөнцийн бүтэц, шинж чанарын талаархи санаа үнэн зөвийг шалгах шинэ аргыг санал болгов. ажиглагчаас. Тэд үүнийг далимдуулсан орчин үеийн санаанууд, Орчлон ертөнцийн "хэлбэр" нь түүний "агуулга" -аас хамаардаг бөгөөд энэ нь геометрийн хэмжилтийг ашиглан Орчлон ертөнцийн бүтэц, ялангуяа түүний доторх харанхуй энергийн хэмжээг тодорхойлох боломжтой гэсэн үг юм.

Эрдэмтэд 30 гаруй жилийн өмнө Америк, Польшийн одон орон судлаачдын бүтээсэн Элкок-Пачинскийн туршилтын өөрчлөлтийг ашигласан байна. Энэхүү туршилт нь сансар огторгуй дахь тэгш хэмтэй биетүүдийг "стандарт бөмбөрцөг" гэж үзэхэд үндэслэсэн бөгөөд тэдгээрийн аливаа гажуудал нь орчлон ертөнцийн тэлэлтээс үүдэлтэй орон зайн гажуудалтай холбоотой байх болно.

Энэ туршилтыг жишээ нь галактикийн бөөгнөрөлд ашиглах гэж удаа дараа оролдсон боловч хэмжилтийн нарийвчлал хангалтгүй байв. Маринони, Баззи нар бие биенээ тойрон эргэлдэж буй хос галактикуудын харилцан чиглэлийн тархалтыг судалжээ. Харанхуй энергигүй орчлон ертөнцөд энэ хуваарилалт бөмбөрцөг хэлбэртэй тэгш хэмтэй байх болно, өөрөөр хэлбэл аль ч чиглэлд чиглэсэн хосуудын тоо ижил байх болно.

Ажиглалтаас харахад хос галактикууд дэлхийгээс хол байх тусам тэдгээрийн чиг баримжаа нь тэгш хэмтэй бус, илүү олон хосууд дэлхийг харах шугамын дагуу байрладаг байв. Энэ нь эрдэмтдийн тэмдэглэснээр хавтгай ертөнцийн загвартай тохирч байна.

Хавтгай ертөнц бол орчлон ертөнцийн хөгжлийн ийм загвар бөгөөд түүний дагуу түүний тэлэлт нь хязгааргүй, орон зайн муруйлт нь тэг, өөрөөр хэлбэл хавтгай юм. Ийм загварт орчлон ертөнцийн амьдрал "Их хяруу" (Том хөлдөлт) -ээр дуусдаг бөгөөд тэлж буй орчлон дулааны үхлийг мэдрэх үед - энерги жигд тархсан ийм системд ямар ч механик ажил, хөдөлгөөн хийх боломжгүй, эсвэл "Big Rip" (Big Rip) үед тэлэлтийн хурдатгал нь цахилгаан соронзон, сул ба таталцлын харилцан үйлчлэлийг "давах" бөгөөд Орчлон ертөнц зүгээр л "урагдах" болно. Өмнө нь ижил WMAP-ийн өгөгдөл нь Орчлон ертөнцийн "хавтгайг" зааж байсан.
хар энергитэй.

Нэмж дурдахад, судлаачдын тэмдэглэснээр тэд харанхуй энергийн үзэгдлийн хамгийн амжилттай тайлбар нь вакуум энергийг илэрхийлдэг Эйнштейний сансар судлалын тогтмол байж болохыг харуулж чадсан юм. Эрдэмтэд тэдний хэлснээр өнөөг хүртэл энэхүү тогтмолын хэмжээг хамгийн зөв тооцоолсон байна.

Дэлхийн шинжлэх ухаан хэд хэдэн асуултуудтай тулгараад байгаа бөгөөд яг тодорхой хариултыг хэзээ ч хүлээж авахгүй бололтой. Орчлон ертөнцийн нас бол тэдгээрийн зөвхөн нэг нь юм. Жил, өдөр, сар, минут хүртэл үүнийг хэзээ ч тооцоолох боломжгүй юм. Хэдийгээр...

Тооцоолсон насыг 12-15 тэрбум жил болгон нарийсгасан нь том амжилт юм шиг санагддаг байсан.

Одоо НАСА орчлон ертөнцийн насыг "ердөө" 0.2 тэрбум жилийн алдаагаар тодорхойлсон гэж бахархаж байна. Мөн энэ нас нь 13.7 тэрбум жилтэй тэнцэнэ.

Нэмж дурдахад анхны одод хүлээгдэж байснаас хамаагүй эрт үүсч эхэлснийг олж мэдэх боломжтой байв.

Үүнийг хэрхэн суулгасан бэ?

Нэг төхөөрөмжийн тусламжтайгаар MAP нэрийн дор гарч ирдэг - Microwave Anisotropy Probe (Microwave Anisotropy Probe).

Саяхан Принстоны их сургуулийн 2002 онд нас барсан астрофизикч Дэвид Вилкинсоны хүндэтгэлд зориулж Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) гэж нэрлэв.

WMAP шалгалтыг түүний нэрээр нэрлэсэн талийгаач профессор Дэвид Вилкинсон.

Дэлхийгээс 1.5 сая километрийн зайд байрлах энэхүү датчик нь бүтэн жилийн турш тэнгэрт сансар огторгуйн богино долгионы дэвсгэр (CMB)-ийн үзүүлэлтийг бүртгэжээ.

Арван жилийн өмнө өөр нэг ижил төстэй төхөөрөмж Cosmic Microwave Background Explorer (COBE) нь CMF-ийн анхны бөмбөрцөг судалгааг хийжээ.

COBE нь богино долгионы дэвсгэр дэх температурын микроскопийн хэлбэлзлийг илрүүлсэн бөгөөд энэ нь залуу ертөнц дэх бодисын нягтын өөрчлөлттэй тохирч байна.

Илүү боловсронгуй тоног төхөөрөмжөөр тоноглогдсон MAP нь бүтэн жилийн турш сансар огторгуйн гүн рүү харж, өмнөх хувилбараасаа 35 дахин илүү нарийвчлалтай зураг авчээ.

Сансрын богино долгионы дэвсгэр нь Big Bang-аас үлдсэн сансрын богино долгионы дэвсгэр юм. Эдгээр нь харьцангуйгаар хэлбэл, дэлбэрэлтийн үр дүнд үүссэн гэрлийн цацрагийн тэсрэлтээс хойш үлдсэн фотонууд бөгөөд хэдэн тэрбум жилийн турш богино долгионы төлөвт хөргөнө. Өөрөөр хэлбэл, энэ бол орчлон ертөнцийн хамгийн эртний гэрэл юм.

Мембран аль хэдийн 2002 оны намар Өмнөд туйлд байрлах Интерферометрийн өнцөгт хэмжигдэхүүнтэй радио дурангаар сансрын бичил долгионы дэвсгэр цацраг туйлширч байгааг олж мэдсэн.

Сансрын богино долгионы дэвсгэрийн температурын хэлбэлзлийг харуулсан одны зураг.

Сансар огторгуй дахь туйлшрал нь стандарт сансар судлалын онолын гол таамаглалуудын нэг юм. Түүний хэлснээр, залуу ертөнц протон, электронтой байнга мөргөлддөг фотоноор дүүрсэн байв.

Мөргөлдөөний үр дүнд гэрэл туйлширч, цэнэглэгдсэн хэсгүүд нь анхны саармаг устөрөгчийн атомыг үүсгэсний дараа ч энэ ул мөр үлдсэн.

Энэхүү нээлт нь орчлон ертөнц хормын төдийд хэрхэн тэлж, анхны одод хэрхэн үүссэнийг тайлбарлахаас гадна "ердийн" болон "харанхуй" төрлийн матери, хар энергийн харьцааг тодорхой болгоход тусална гэж найдаж байсан.

Орчлон ертөнц дэх харанхуй матери болон энергийн хэмжээ нь сансар огторгуйн хэлбэрийг тодорхойлоход гол үүрэг гүйцэтгэдэг - илүү нарийвчлалтай, геометр.

Эрдэмтэд хэрэв орчлон ертөнц дэх бодис ба энергийн нягтын үнэ цэнэ нь эгзэгтэй хэмжээнээс бага байвал сансар огторгуй нь эмээл шиг нээлттэй, хотгор байна гэсэн таамаглалыг үндэслэдэг.

Хэрэв бодис ба энергийн нягтын утга нь чухал утгатай давхцаж байвал сансар огторгуй нь цаас шиг хавтгай байна. Хэрэв жинхэнэ нягт нь онолын хувьд чухал гэж тооцогддог хэмжээнээс өндөр байвал сансар огторгуй нь хаалттай, бөмбөрцөг хэлбэртэй байх ёстой. Энэ тохиолдолд гэрэл үргэлж анхны эх үүсвэр рүү буцах болно.

Орчлон ертөнц дэх материйн хэлбэрүүдийн харьцааг харуулсан диаграмм.

Их тэсрэлтийн онолын нэг төрлийн үр дагавар болох тэлэлтийн онол нь орчлон ертөнц дэх материйн нягтрал нь эгзэгтэйд аль болох ойр байна гэж таамаглаж байгаа бөгөөд энэ нь Орчлон ертөнц хавтгай гэсэн үг юм.

MAP-ын уншилтууд үүнийг баталж байна.

Өөр нэг маш сонирхолтой нөхцөл байдал гарч ирэв: анхны одод Орчлон ертөнцөд маш хурдан гарч эхэлсэн - Их тэсрэлтийн дараа ердөө 200 сая жилийн дараа.

2002 онд эрдэмтэд метал болон бусад "хүнд" элементүүд огт байхгүй байсан хамгийн эртний оддын үүсэх компьютерийн симуляцийг хийсэн. Эдгээр нь хуучин оддын дэлбэрэлтийн үр дүнд үүссэн бөгөөд тэдгээрийн үлдэгдэл бодис нь бусад оддын гадаргуу дээр унаж, термоядролын нэгдлийн явцад илүү хүнд нэгдлүүд үүссэн.

Физик-математикийн шинжлэх ухааны доктор А.МАДЕРА.

Цаас, ширээний тавцан, гурилан бүтээгдэхүүн, аяганд ямар нийтлэг зүйл байдаг вэ?

Евклидийн, бөмбөрцөг ба гипербол геометрийн хоёр хэмжээст аналогууд.

Гадаргуу дээр нь а цэг бүхий Мобиусын зурвас, түүний хэвийн, өгөгдсөн чиглэлтэй жижиг тойрог v.

Хавтгай цаасыг цилиндрт нааж, төгсгөлийг нь холбосноор торус авч болно.

Нэг бариултай торус нь хоёр бариултай бөмбөрцөгт гомеоморф хэлбэртэй байдаг - тэдгээрийн топологи ижил байна.

Хэрэв та энэ дүрсийг хайчилж, түүнээс шоо наавал түүний төвд сууж буй ногоон "өт" -ийн хуулбарыг эцэс төгсгөлгүй давтдаг гурван хэмжээст торус ямар байх нь тодорхой болно.

Гурван хэмжээст торусыг дөрвөлжин дээрээс хоёр хэмжээст торусыг нааж болдог шиг кубаас нааж болно. Дотор нь аялж буй олон өнгийн "өт хорхойнууд" нь шоо дөрвөлжингийн аль нүүрийг наасан болохыг тод харуулдаг.

Гурван хэмжээст торусын үндсэн хэсэг болох шоо нь нимгэн босоо давхаргад хуваагддаг бөгөөд тэдгээрийг наасан үед хоёр хэмжээст ториос бүрдсэн цагираг үүсгэдэг.

Хэрэв анхны шоо дөрвөлжингийн хоёр нүүрийг 180 градусын эргэлтээр наасан бол 1/2 эргэдэг куб зай үүсдэг.

Хоёр нүүрийг 90 градус эргүүлэхэд 1/4 шоо дөрвөлжин орон зай гарч ирнэ. 88-р хуудсан дээрх эдгээр болон ижил төстэй зургуудыг урвуу стерео хос хэлбэрээр хийж үзээрэй. Эргэдэггүй нүүрэн дээрх "өт" нь эзэлхүүнийг нэмэгдүүлнэ.

Хэрэв бид зургаан өнцөгт призмийг үндсэн талбай болгон авч, түүний нүүр тус бүрийг эсрэг талд нь шууд нааж, зургаан өнцөгт төгсгөлийг 120 градусаар эргүүлбэл 1/3 эргэдэг зургаан өнцөгт призмийн орон зайг олж авна.

Зургаан өнцөгт нүүрийг наахаас өмнө 60 градус эргүүлэхэд 1/6 эргэдэг зургаан өнцөгт призматик орон зай үүсдэг.

Давхар куб зай.

Хязгааргүй хавтангийн дээд ба доод талыг хооронд нь наасан үед давхаргын орон зай үүсдэг.

Хоолойн орон зай - шулуун (A) ба эргэлддэг (B), тэдгээрийн аль нэг гадаргууг 180 градусын эргэлтээр эсрэгээр наасан байна.

Богино долгионы арын цацрагийн тархалтын зураг нь 300 мянган жилийн өмнөх бодисын нягтын тархалтыг харуулсан (өнгөтөөр харуулсан). Түүний дүн шинжилгээ нь орчлон ертөнц ямар топологитой болохыг тодорхойлох боломжтой болно.

Эрт дээр үед хүмүүс өргөн уудам тэгш гадаргуу дээр амьдардаг гэж үздэг байсан ч зарим газар уулс, хотгороор бүрхэгдсэн байдаг. Энэхүү итгэл үнэмшил нь МЭӨ 4-р зуунд Аристотель хүртэл олон мянган жилийн турш үргэлжилсэн. д. Далай руу явж буй хөлөг онгоц холдох тусам нүдэнд харагдахааргүй хэмжээтэй болтлоо багассандаа биш, нүднээс алга болсныг анзаарсангүй. Эсрэгээрээ эхлээд хөлөг онгоцны их бие, дараа нь далбаа, эцэст нь тулгуурууд алга болдог. Энэ нь түүнийг дэлхий дугуй хэлбэртэй байх ёстой гэсэн дүгнэлтэд хүргэсэн.

Өнгөрсөн мянган жилийн хугацаанд олон нээлт хийгдэж, асар их туршлага хуримтлуулсан. Гэсэн хэдий ч бидний амьдарч буй орчлон ертөнц хязгаарлагдмал уу эсвэл хязгааргүй юу, түүний хэлбэр нь юу вэ?

Одон орон судлаачдын сүүлийн үеийн ажиглалт, математикчдын хийсэн судалгаагаар манай орчлон ертөнцийн хэлбэрийг гурван хэмжээст чиг баримжаатай евклидийн олон талт гэж нэрлэгддэг арван найман хэсгээс хайх ёстой бөгөөд зөвхөн арав нь үүнийг баталж чадна.

Манай орчлон ертөнцийн боломжит хэлбэрийн талаархи аливаа дүгнэлт нь одон орны ажиглалтаас олж авсан бодит баримтад үндэслэсэн байх ёстой. Үүнгүйгээр хамгийн үзэсгэлэнтэй, үнэмшилтэй таамаглал хүртэл бүтэлгүйтэх болно. Ингээд ажиглалтын үр дүн Орчлон ертөнцийн талаар юу хэлэхийг харцгаая.

Юуны өмнө бид Орчлон ертөнцийн хаана ч байсан, түүний аль ч цэгийн эргэн тойронд орчлон ертөнцийн орон зайг багтаасан дурын хэмжээтэй бөмбөрцгийг дүрсэлж болно гэдгийг бид тэмдэглэж байна. Энэхүү хиймэл хийц нь сансар огторгуйн орон зай нь гурван хэмжээст олон талт (3-олон талт) гэдгийг сансар судлаачдад хэлдэг.

Тэр даруй асуулт гарч ирнэ: манай орчлон ертөнц ямар олон янз байдлыг төлөөлдөг вэ? Математикчид ийм олон байдаг гэдгийг эртнээс тогтоосон бүрэн жагсаалтодоо ч байхгүй. Урт хугацааны ажиглалтаар Орчлон ертөнц хэд хэдэн зүйлтэй болохыг харуулсан физик шинж чанар, энэ нь түүний хэлбэрт өрсөлдөх боломжтой хүмүүсийн тоог эрс багасгадаг. Орчлон ертөнцийн топологийн гол шинж чанаруудын нэг нь түүний муруйлт юм.

Өнөөдөр хүлээн зөвшөөрөгдсөн үзэл баримтлалын дагуу Их тэсрэлтээс хойш ойролцоогоор 300 мянган жилийн дараа орчлон ертөнцийн температур электрон ба протоныг анхны атомуудад нэгтгэхэд хангалттай түвшинд буурсан байна ("Шинжлэх ухаан ба амьдрал" 1996 оны 11, 12 дугаарыг үзнэ үү). . Ийм зүйл тохиолдоход анх цэнэглэгдсэн бөөмсөөр тархаж байсан цацраг гэнэт тэлж буй орчлон ертөнцөөр саадгүй өнгөрөх боломжтой болсон. Одоо сансар огторгуйн бичил долгионы дэвсгэр буюу реликт цацраг гэж нэрлэгддэг энэхүү цацраг нь гайхалтай нэгэн төрлийн бөгөөд дундаж утгаас эрчмийн маш бага зэргийн хазайлтыг (хэлбэлзэл) харуулдаг ("Шинжлэх ухаан ба амьдрал" 1993 оны 12 дугаарыг үзнэ үү). Ийм нэгэн төрлийн байдал нь зөвхөн орчлон ертөнцөд байж болох бөгөөд түүний муруйлт нь хаа сайгүй тогтмол байдаг.

Муруйн тогтмол байдал нь Орчлон ертөнцийн орон зай нь эерэг муруйлттай евклидийн хавтгай бөмбөрцөг эсвэл сөрөг хэлбэртэй гипербол гэсэн гурван боломжит геометрийн аль нэгтэй байна гэсэн үг юм. Эдгээр геометрүүд нь огт өөр шинж чанартай байдаг. Жишээлбэл, Евклидийн геометрийн хувьд гурвалжны өнцгийн нийлбэр нь яг 180 градус байна. Бөмбөрцөг ба гипербол геометрийн хувьд энэ нь тийм биш юм. Хэрэв та бөмбөрцөг дээр гурван цэг авч, тэдгээрийн хооронд шулуун шугам татвал тэдгээрийн хоорондох өнцгийн нийлбэр нь 180 градусаас их (360 хүртэл) болно. Гипербол геометрийн хувьд энэ нийлбэр 180 градусаас бага байна. Бусад гол ялгаанууд бас бий.

Тэгэхээр бид орчлон ертөнцдөө аль геометрийг сонгох ёстой вэ: Евклид, бөмбөрцөг эсвэл гипербол?

Германы математикч Карл Фридрих Гаусс 19-р зууны эхний хагаст хүрээлэн буй ертөнцийн бодит орон зай нь Евклидийн бус байж болохыг ойлгосон. Ганноверийн вант улсад олон жил геодезийн ажил хийж байхдаа Гаусс физик орон зайн геометрийн шинж чанарыг судлахын тулд шууд хэмжилтийг ашиглах зорилго тавьсан. Үүний тулд тэрээр бие биенээсээ алслагдсан гурван уулын оргилыг сонгосон - Хохенхаген, Инсельберг, Броккен. Эдгээр оргилуудын нэг дээр зогсоод толинд туссан нарны туяаг нөгөө хоёр руу нь чиглүүлж, асар том гэрлийн гурвалжны талуудын хоорондох өнцгийг хэмжжээ. Тиймээс тэрээр дэлхийн бөмбөрцөг орон зайг дайран өнгөрч буй гэрлийн цацрагийн замнал муруй байна уу гэсэн асуултад хариулахыг оролдов. (Дашрамд хэлэхэд, яг тэр үед Оросын математикч, Казанийн их сургуулийн ректор Николай Иванович Лобачевский од гурвалжны тусламжтайгаар физик орон зайн геометрийн асуудлыг туршилтаар судлахыг санал болгов.) Хэрэв Гаусс нийлбэр болохыг олж мэдсэн бол гэрлийн гурвалжны өнцөг нь 180 градусаас ялгаатай бол гурвалжны талууд муруй, бодит физик орон зай нь Евклидийн бус байна гэсэн дүгнэлт гарна. Гэсэн хэдий ч хэмжилтийн алдааны хязгаарт "туршилтын гурвалжин Брокен - Хоэнхаген - Инсельберг" -ийн өнцгийн нийлбэр нь яг 180 градус байв.

Тиймээс, жижиг (одон орон судлалын стандартаар) масштабаар Орчлон ертөнц Евклидийнх шиг харагддаг (гэхдээ мэдээжийн хэрэг Гауссын дүгнэлтийг бүх орчлон ертөнцөд экстраполяци хийх боломжгүй юм).

Антарктидын дээгүүр өндөрт хөөргөсөн бөмбөлгүүдийн талаар хийсэн сүүлийн үеийн судалгаанууд ч энэ дүгнэлтийг баталж байна. CMB-ийн өнцгийн чадлын спектрийг хэмжихдээ оргил үе бүртгэгдсэн бөгөөд үүнийг судлаачдын үзэж байгаагаар зөвхөн Евклидийн орчлонд хүйтэн хар бодис буюу харьцангуй том, удаан хөдөлдөг биетүүд оршин тогтнож байгаагаар л тайлбарлаж болно. Бусад судалгаанууд ч энэ дүгнэлтийг баталж байгаа бөгөөд энэ нь орчлон ертөнцийн боломжит хэлбэрийн төлөө өрсөлдөх магадлалтай хүмүүсийн тоог эрс багасгадаг.

1930-аад оны үед математикчид зөвхөн 18 өөр Евклидийн 3 олон талт, тиймээс хязгааргүй тооны оронд орчлон ертөнцийн зөвхөн 18 боломжит хэлбэр байдгийг нотолсон. Зорилтот хайлт нь харалган хайлтаас үргэлж илүү үр дүнтэй байдаг тул эдгээр олон талтуудын шинж чанарыг ойлгох нь орчлон ертөнцийн жинхэнэ хэлбэрийг туршилтаар тодорхойлоход тусалдаг.

Гэсэн хэдий ч орчлон ертөнцийн боломжит хэлбэрүүдийн тоог цаашид багасгаж болно. Үнэн хэрэгтээ Евклидийн 18 олон талт 3-ын дотор 10 чиглүүлэх, 8 чиглүүлэх боломжгүй байдаг. Баримтлалын тухай ойлголт гэж юу болохыг тайлбарлая. Үүнийг хийхийн тулд сонирхолтой хоёр хэмжээст гадаргууг авч үзье - Möbius зурвас. Үүнийг тэгш өнцөгт цаасан туузаас авч, нэг удаа мушгиж, төгсгөлд нь нааж болно. Одоо Мобиусын зурвас дээр цэг ав а, түүн рүү хэвийн (перпендикуляр) зурж, хэвийн төгсгөлөөс нь харвал цагийн зүүний эсрэг чиглэлд хэвийн эргэн тойронд жижиг тойрог зурна. Мобиусын зурвасын дагуу цэгийг хэвийн ба чиглэсэн тойргийн дагуу хөдөлгөж эхэлцгээе. Цэг нь хуудсыг бүхэлд нь тойрч, анхны байрлалдаа буцаж ирэхэд (харааны хувьд энэ нь хуудасны нөгөө талд байх болно, гэхдээ геометрийн хувьд гадаргуу нь ямар ч зузаан биш) хэвийн чиглэл эсрэгээрээ өөрчлөгдөх ба тойргийн чиглэл эсрэгээрээ өөрчлөгдөнө. Ийм траекторийг чиг баримжаа-урвуу зам гэж нэрлэдэг. Мөн тэдгээртэй гадаргууг чиг баримжаагүй эсвэл нэг талт гэж нэрлэдэг. Бөмбөрцөг, торус, мушгиагүй тууз зэрэг чиг баримжаагаа эргүүлэх хаалттай зам байхгүй гадаргууг чиглүүлэх буюу хоёр талт гэж нэрлэдэг. Дашрамд хэлэхэд, Мобиусын зурвас нь Евклидийн чиг баримжаагүй хоёр хэмжээст олон талт зүйл гэдгийг бид тэмдэглэж байна.

Хэрэв бид манай Орчлон ертөнцийг чиглэгдэх боломжгүй олон талт гэж үзвэл физикийн хувьд энэ нь дараахь зүйлийг илэрхийлнэ. Хэрэв бид дэлхийгээс чиг баримжаагаа өөрчилдөг хаалттай гогцооны дагуу нисэх юм бол мэдээж гэртээ харих болно, гэхдээ бид өөрсдийгөө дэлхийн толин тусгал хуулбараар харах болно. Бид өөрсдөдөө ямар ч өөрчлөлт гарахгүй, гэхдээ бидэнтэй холбоотойгоор дэлхийн бусад оршин суугчид баруун талд зүрхтэй байх болно, бүх цаг нь цагийн зүүний эсрэг хөдөлж, текстүүд толин тусгал дүрс дээр гарч ирнэ.

Бид ийм ертөнцөд амьдарч байгаа нь юу л бол. Хэрэв манай орчлон ертөнц чиг баримжаагүй байсан бол матери ба антиматер харилцан үйлчилдэг хилийн бүсээс энерги ялгарах байсан гэж сансар судлаачид үздэг. Гэсэн хэдий ч үүнтэй төстэй зүйл хэзээ ч ажиглагдаагүй боловч онолын хувьд ийм бүсүүд бидний нүдээр үзэх боломжтой Орчлон ертөнцийн бүсээс гадна байдаг гэж таамаглаж болно. Иймд чиг баримжаа олгох боломжгүй найман олон талт зүйлийг авч үзэхээс хасч, хязгаарлах нь үндэслэлтэй боломжит хэлбэрүүдманай Орчлон ертөнцийг арван чиглүүлж болох Евклидийн гурван хэмжээст олон талтаар.

Дөрвөн хэмжээст орон зай дахь гурван хэмжээст олон талт дүрсийг төсөөлөхөд маш хэцүү байдаг. Гэсэн хэдий ч манай гурван хэмжээст орон зайд хоёр хэмжээст олон талт (2-олон тал)-ыг дүрслэн харуулахын тулд топологид ашигладаг аргыг ашиглан тэдгээрийн бүтцийг төсөөлөхийг оролдож болно. Түүний доторх бүх эд зүйлсийг резин гэх мэт удаан эдэлгээтэй, уян хатан материалаар хийсэн гэж үздэг бөгөөд энэ нь ямар ч суналт, муруйлтыг зөвшөөрдөг боловч нулимс, нугалж, наалтгүйгээр хийдэг. Топологийн хувьд ийм хэв гажилтын тусламжтайгаар бие биенээ хувиргах боломжтой дүрсийг гомеоморф гэж нэрлэдэг; Тэд ижил дотоод геометртэй. Тиймээс топологийн үүднээс авч үзвэл уут (torus) болон бариултай энгийн аяга нь нэг юм. Гэхдээ хөл бөмбөгийн бөмбөгийг уут руу шилжүүлэх боломжгүй юм. Эдгээр гадаргуу нь топологийн хувьд ялгаатай, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь өөр өөр дотоод геометрийн шинж чанартай байдаг. Гэсэн хэдий ч, хэрэв бөмбөрцөг дээр дугуй нүх хайчилж, түүнд нэг бариул бэхлэгдсэн бол үүссэн дүрс нь аль хэдийн торус хэлбэрийн гомеоморф болно.

Торус ба бөмбөрцөгөөс топологийн хувьд ялгаатай олон гадаргуу байдаг. Жишээлбэл, аяганд хардаг шиг бариулыг торус дээр нэмснээр бид шинэ нүх, улмаар шинэ дүрсийг олж авдаг. Бариултай торус нь претзелтэй төстэй дүрст гомеоморф хэлбэртэй байх ба энэ нь хоёр бариултай бөмбөрцөгт гомеоморф хэлбэртэй байдаг. Шинэ бариул бүрийг нэмснээр өөр нүх, улмаар өөр гадаргуу үүсдэг. Ингэснээр та тэдгээрийн хязгааргүй тоог авах боломжтой.

Ийм бүх гадаргууг хоёр хэмжээст олон талт буюу зүгээр л 2 олон талт гадаргуу гэж нэрлэдэг. Энэ нь дурын радиустай тойргийг тэдгээрийн аль нэг цэгийг тойрон зурж болно гэсэн үг юм. Дэлхийн гадаргуу дээр та түүний цэгүүдийг агуулсан тойрог зурж болно. Хэрэв бид зөвхөн ийм дүр зургийг харвал энэ нь хязгааргүй олон тооны тори, эсвэл янз бүрийн бариултай бөмбөрцөгөөс хязгааргүй хавтгай, бөмбөрцөг, торус эсвэл ерөнхийдөө бусад гадаргуу гэж үзэх нь үндэслэлтэй юм.

Эдгээр топологийн хэлбэрийг ойлгоход нэлээд хэцүү байж болно. Тэдгээрийг илүү хялбар, тодорхой дүрслэхийн тулд дөрвөлжин хуудаснаас цилиндрийг нааж, зүүн ба баруун талыг нь холбоно. Энэ тохиолдолд квадратыг торусын үндсэн домэйн гэж нэрлэдэг. Хэрэв бид одоо цилиндрийн суурийг оюун ухаанаар наавал (цилиндрийн материал нь уян харимхай) бол бид торыг авна.

Торусын гадаргуу дээрх хөдөлгөөнийг судлах шаардлагатай шавьж гэж хэлэхэд хоёр хэмжээст амьтан байдаг гэж төсөөлөөд үз дээ. Үүнийг хийх нь тийм ч амар биш бөгөөд түүний хөдөлгөөнийг дөрвөлжин буюу ижил топологи бүхий орон зайд ажиглах нь илүү тохиромжтой. Энэ арга нь хоёр давуу талтай. Нэгдүгээрт, энэ нь хоёр хэмжээст орон зайд шавжны хөдөлгөөнийг дагаж, гурван хэмжээст орон зайд байгаа замыг нүдээр харах боломжийг олгодог, хоёрдугаарт, энэ нь хавтгай дээр сайн хөгжсөн Евклидийн геометрийн хүрээнд үлдэх боломжийг олгодог. Евклидийн геометр нь параллель шулуунуудын постулатыг агуулдаг: аливаа шулуун шугам ба түүний гаднах цэгийн хувьд эхнийхтэй параллель, энэ цэгийг дайран өнгөрдөг нэг шугам байдаг. Мөн хавтгай гурвалжны өнцгүүдийн нийлбэр нь яг 180 градус байна. Гэхдээ квадратыг Евклидийн геометрээр дүрсэлсэн тул бид үүнийг торус руу сунгаж, торусыг Евклидийн 2-олон талт гэж хэлж болно.

Төрөл бүрийн гадаргуугийн дотоод геометрийн ялгаагүй байдал нь тэдгээрийн хөгжүүлэлт гэж нэрлэгддэг топологийн чухал шинж чанартай холбоотой юм. Тиймээс цилиндр ба конусын гадаргуу нь огт өөр харагддаг боловч тэдгээрийн геометр нь яг ижил байна. Аль аль нь сегментийн урт болон тэдгээрийн хоорондох өнцгийг өөрчлөхгүйгээр хавтгайд байрлуулж болох тул Евклидийн геометр нь тэдний хувьд хүчинтэй байна. Энэ нь дөрвөлжин хэлбэртэй гадаргуу тул торусанд мөн адил хамаарна. Ийм гадаргууг изометр гэж нэрлэдэг.

Бусад хавтгай дүрсүүдээс, жишээлбэл, янз бүрийн параллелограммууд эсвэл зургаан өнцөгтүүдээс тэдгээрийн эсрэг талын ирмэгийг нааж, тоо томшгүй олон тооны тори үүсгэж болно. Гэсэн хэдий ч дөрвөн өнцөгт бүр үүнд тохиромжгүй: түүний наасан талуудын урт нь ижил байх ёстой. Наалт хийх явцад гадаргуугийн Евклидийн геометрийг зөрчсөн бүс нутгийн ирмэгийг уртасгах, агшихаас зайлсхийхийн тулд ийм шаардлага зайлшгүй шаардлагатай.

Одоо бид илүү өндөр хэмжигдэхүүнтэй олон талт зүйлс рүү шилжиж байна.

Бидний өмнө дурдсанчлан чиглүүлэх боломжтой Евклидийн гурван хэмжээст олон талт аравны дунд хайх ёстой манай Орчлон ертөнцийн боломжит хэлбэрүүдийг төсөөлөхийг хичээцгээе.

Евклидийн 3-олон талт дүрсийг илэрхийлэхийн тулд бид хоёр хэмжээст олон талт дээр ашигласан аргыг хэрэглэнэ. Тэнд бид дөрвөлжин хэсгийг торусын үндсэн бүс болгон ашигласан бөгөөд гурван хэмжээст олон талт объектыг дүрслэхийн тулд бид гурван хэмжээст объектыг авах болно.

Дөрвөлжингийн оронд шоо авч, дөрвөлжингийн эсрэг талын ирмэгийг наасан шигээ шоогийн эсрэг талын нүүрийг бүх цэг дээр нь наа.

Үүссэн 3D торус нь Евклидийн 3-олон талт дүрс юм. Хэрэв бид ямар нэгэн байдлаар үүн дотор орж, урагшаа харвал бид толгойн ар тал, мөн шоо дөрвөлжин нүүр тус бүр дээр байгаа хуулбарыг урд, ард, зүүн, баруун, дээр, доор харах болно. Тэдний ард бид хана, шал, таазыг толин тусгалаар бүрхсэн өрөөнд байгаа мэт хязгааргүй олон хуулбарыг харах болно. Гэхдээ 3D торус дээрх зургууд толин тусгал биш, шулуун байх болно.

Энэ болон бусад олон сортуудын дугуй хэлбэртэй шинж чанарыг тэмдэглэх нь чухал юм. Хэрэв орчлон ертөнц үнэхээр ийм хэлбэртэй байсан бол бид дэлхийг орхиж, чиглэлээ өөрчлөхгүйгээр нисч, эцэст нь гэртээ харих байсан. Дэлхий дээр үүнтэй төстэй зүйл ажиглагдаж байна: экваторын дагуу баруун тийш хөдөлж, бид эрт орой хэзээ нэгэн цагт зүүнээс эхлэх цэг рүү буцах болно.

Нимгэн босоо давхаргад шоо хайчилж авснаар бид квадратуудын багцыг авдаг. Эдгээр квадратуудын эсрэг талын ирмэгүүд нь шоо дөрвөлжингийн эсрэг талын нүүрийг бүрдүүлдэг тул тэдгээрийг хооронд нь наасан байх шаардлагатай. Тэгэхээр гурван хэмжээст торус нь хоёр хэмжээст ториос бүрдсэн цагираг болж хувирдаг. Урд болон хойд квадратууд нь хоорондоо наалдаж, шоо дөрвөлжин хэлбэртэй байдаг гэдгийг санаарай. Топологичид T 2 xS 1 гэх мэт олон талт зүйлийг хэлдэг бөгөөд T 2 нь хоёр хэмжээст торус, S 1 нь цагираг юм. Энэ бол торигийн боодол буюу багцын жишээ юм.

Гурван хэмжээст торийг зөвхөн кубын тусламжтайгаар авах боломжтой. Параллелограмм нь параллелепипедийн (параллелограммаар хязгаарлагдсан гурван хэмжээст бие) эсрэг талын нүүрийг нааж 2-трус үүсгэдэгтэй адил бид 3-torus үүсгэх болно. Янз бүрийн параллелепипедүүд нь өөр өөр хаалттай зам, тэдгээрийн хоорондох өнцөг бүхий орон зайг үүсгэдэг.

Эдгээр болон бусад бүх хязгаарлагдмал олон талтуудыг тэлж буй орчлон ертөнцийн зурагт маш амархан оруулдаг. Хэрэв олон талт хэсгийн суурь бүс байнга өргөжиж байвал түүний үүсгэсэн орон зай ч мөн тэлэх болно. Сансар огторгуйг тэлэх цэг бүр бусад хэсгээс улам бүр холдож байгаа нь сансар судлалын загвартай яг таарч байна. Гэхдээ энэ тохиолдолд нэг нүүрний ойролцоох цэгүүд нь эсрэг талын цэгүүдтэй үргэлж зэргэлдээ байх болно гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй, учир нь үндсэн бүсийн хэмжээнээс үл хамааран эсрэг талын нүүрийг наасан байна.

3-torus-тай төстэй дараагийн 3-олон талтыг 1/2 гэж нэрлэдэг - эргэдэг куб орон зай. Энэ орон зайд үндсэн домэйн нь дахин куб эсвэл параллелепипед юм. Дөрвөн нүүрийг ердийнхөөрөө нааж, үлдсэн хоёр нүүр, урд болон хойд талд нь 180 градусын эргэлтээр наасан байна: урд талын нүүрний дээд хэсэг нь арын ёроолд наасан байна. Хэрэв бид өөрсдийгөө ийм олон янз байдалд олж, эдгээр царайны аль нэгийг нь харвал бид өөрсдийнхөө хуулбарыг харах болно, гэхдээ дээрээс нь доош эргэлдэж, дараа нь энгийн хуулбар гэх мэт хязгааргүй үргэлжлэх болно. 3D торус шиг 1/2 эргэдэг куб орон зайн үндсэн хэсгийг нимгэн босоо зүсмэлүүд болгон хэрчиж болох бөгөөд ингэснээр бид наасан үед дахин 2D торигийн багцыг авах бөгөөд цорын ганц ялгаа нь энэ удаад байгаа юм. урд болон хойд торыг 180 градус эргүүлж наасан байна.

1/4 эргэлттэй куб зайг өмнөхтэй ижил аргаар олж авдаг, гэхдээ 90 градусын эргэлттэй. Гэсэн хэдий ч эргэлт нь зөвхөн дөрөвний нэг тул үүнийг ямар ч хайрцгаас авах боломжгүй - үндсэн талбайн эвдрэл, эвдрэлээс зайлсхийхийн тулд түүний урд болон хойд хэсгүүд нь дөрвөлжин хэлбэртэй байх ёстой. Шооны нүүрэн талд бид хуулбарынхаа ард 90 градус эргүүлсэн өөр хуулбарыг харах болно.

1/3 эргэдэг зургаан өнцөгт призматик орон зай нь шоо биш харин зургаан өнцөгт призмийг үндсэн муж болгон ашигладаг. Үүнийг авахын тулд та параллелограмм хэлбэртэй нүүр бүрийг эсрэг талын нүүртэй, хоёр зургаан өнцөгт нүүртэй - 120 градусын эргэлттэй наах хэрэгтэй. Энэ олон талт зургаан өнцөгт утас бүр нь торус бөгөөд ингэснээр орон зай нь мөн торийн боодол юм. Бүх зургаан өнцөгт нүүрэнд хуулбарууд өмнөхтэй харьцуулахад 120 градус эргэлдэж байгааг харж болно, нүүрэн дээрх хуулбарууд - параллелограммууд - шулуун байна.

1/6 эргэлттэй зургаан өнцөгт призматик орон зай нь өмнөхтэй ижил төстэй байдлаар бүтээгдсэн боловч урд талын зургаан өнцөгт нүүр нь 60 градусын эргэлтээр ар талдаа наасан байна. Өмнөх шигээ үүссэн торийн багцад үлдсэн нүүрнүүд - параллелограммууд бие биендээ шууд наасан байна.

Давхар куб орон зай нь өмнөх олон талтуудаас эрс ялгаатай. Энэхүү хязгаарлагдмал орон зай нь торийн боодол байхаа больж, ер бусын наалттай бүтэцтэй болсон. Харин давхар шоо орон зай нь энгийн суурь мужийг ашигладаг бөгөөд энэ нь нэг нэгээр нь давхарласан хоёр шоо юм. Цавуулах үед бүх нүүрийг шууд холбодоггүй: дээд урд болон арын нүүрийг шууд доороос нь наасан байна. Энэ орон зайд бид өөрсдийгөө өвөрмөц өнцгөөс харах болно - бидний хөлийн улан яг бидний нүдний өмнө байх болно.

Үүгээр хязгаарлагдмал чиглүүлэх боломжтой Евклидийн гурван хэмжээст, авсаархан олон талт гэж нэрлэгддэг жагсаалт дуусна. Тэдний дунд манай Орчлон ертөнцийн хэлбэрийг хайх шаардлагатай байх магадлалтай.

Олон сансар судлаачид орчлон ертөнцийг хязгаарлагдмал гэж үздэг: хязгааргүй ертөнцийг бий болгох физик механизмыг төсөөлөхөд хэцүү байдаг. Гэсэн хэдий ч бид үлдсэн дөрвөн чиг баримжаатай авсаархан бус Евклидийн 3-олон талбарыг тэдгээрийн оршин тогтнохыг үгүйсгэх бодит нотолгоо олж авах хүртэл авч үзэх болно.

Эхний бөгөөд хамгийн энгийн хязгааргүй 3 олон талт нь Евклидийн орон зай бөгөөд үүнийг ахлах сургуульд судалдаг (үүнийг R 3 гэж тэмдэглэсэн). Энэ орон зайд декартын координатын гурван тэнхлэг хязгааргүй хүртэл үргэлжилдэг. Үүнд бид шулуун, эргэлдсэн, урвуу байдлаар хуулбарласан аль нэгийг нь хардаггүй.

Дараагийн олон талт нь хавтангийн орон зай гэж нэрлэгддэг орон зай бөгөөд түүний үндсэн хүрээ нь хязгааргүй хавтан юм. Хязгааргүй хавтгай болох хавтангийн дээд хэсэг нь түүний доод хэсэгт шууд наасан байдаг бөгөөд энэ нь мөн төгсгөлгүй хавтгай юм. Эдгээр онгоцууд нь хоорондоо параллель байх ёстой, гэхдээ наалт хийх явцад дур зоргоороо шилжих боломжтой бөгөөд энэ нь тэдний хязгааргүй байдлыг харгалзан үзэх шаардлагагүй юм. Топологид энэ олон талт R 2 xS 1 гэж бичигдсэн бөгөөд R 2 нь хавтгай, S 1 нь цагирагыг илэрхийлдэг.

Сүүлийн хоёр 3-олон талт нь хязгааргүй урт хоолойг үндсэн домайн болгон ашигладаг. Хоолойнууд нь дөрвөн талтай, тэдгээрийн хэсгүүд нь параллелограммууд, дээд ба доод аль нь ч байдаггүй - дөрвөн тал нь төгсгөлгүй үргэлжилдэг. Өмнөхтэй адил үндсэн домайныг наах шинж чанар нь олон талт хэлбэрийг тодорхойлдог.

Хоолойн орон зай нь эсрэг талын хоёр хосыг хооронд нь наалдуулах замаар үүсдэг. Наасаны дараа параллелограмм хэлбэрийн анхны хэсэг нь хоёр хэмжээст торус болж хувирдаг. Топологид энэ орон зайг T 2 xR 1 бүтээгдэхүүн гэж бичдэг.

180 градусаар наах хоолойн орон зайн гадаргуугийн аль нэгийг эргүүлснээр бид эргүүлсэн хоолойн зайг олж авна. Хоолойн хязгааргүй уртыг харгалзан энэхүү эргэлт нь ер бусын шинж чанарыг өгдөг. Жишээлбэл, наалдсаны дараа үндсэн бүсийн өөр өөр төгсгөлд бие биенээсээ маш хол байрлах хоёр цэг ойрхон байна.

Манай орчлон ертөнц ямар хэлбэртэй вэ?

Дээр дурдсан арван Евклидийн 3-олон талтуудын аль нэгийг нь манай орчлон ертөнцийн хэлбэр болгон сонгохын тулд одон орны ажиглалтын нэмэлт мэдээлэл шаардлагатай.

Шөнийн тэнгэрээс манай Галактикийн хуулбарыг олох нь хамгийн хялбар арга юм. Тэдгээрийг олж мэдсэнээр бид Орчлон ертөнцийн үндсэн бүсийг наах мөн чанарыг тогтоох боломжтой болно. Хэрэв Орчлон ертөнц нь 1/4-ийн шоо дөрвөлжин орон зай юм бол манай Галактикийн шууд хуулбарууд дөрвөн талаас харагдах бөгөөд үлдсэн хоёр талаас нь 90 градусаар эргүүлэх болно. Гэсэн хэдий ч энэ арга нь энгийн мэт боловч ертөнцийн хэлбэрийг тогтооход тийм ч тохиромжтой биш юм.

Гэрэл хязгаарлагдмал хурдтайгаар тархдаг тул бид орчлон ертөнцийг ажиглахдаа үндсэндээ өнгөрсөн үе рүү хардаг. Хэзээ нэгэн цагт бид галактикынхаа дүр төрхийг олж мэдсэн ч бид үүнийг таньж чадахгүй, учир нь "залуу насандаа" энэ нь огт өөр харагдаж байв. Маш олон тооны галактикуудаас бидний хуулбарыг таних нь хэтэрхий хэцүү байдаг.

Өгүүллийн эхэнд Орчлон ертөнц байнгын муруйлттай байдаг гэж хэлсэн. Сансрын богино долгионы арын цацрагийн нэгэн төрлийн байдал нь үүнийг шууд харуулж байна. Гэсэн хэдий ч энэ нь 10-5 Кельвин орчим орон зайн бага зэрэг хэлбэлзэлтэй байдаг нь орчлон ертөнцийн эхэн үед материйн нягтралд бага зэрэг хэлбэлзэлтэй байсныг харуулж байна. Өргөж буй орчлон ертөнц хөргөхөд эдгээр бүс нутгийн бодисууд эцэст нь галактик, од, гаригуудыг бий болгосон. Богино долгионы цацрагийн газрын зураг нь анхдагч жигд бус байдлын үед өнгөрсөн үеийг харж, тэр үед мянга дахин бага байсан Орчлон ертөнцийн зургийг харах боломжийг олгодог. Энэхүү картын ач холбогдлыг ойлгохын тулд Орчлон ертөнцийг хоёр хэмжээст торус гэж үздэг таамаглалын жишээг авч үзье.

Гурван хэмжээст орчлон ертөнцөд бид тэнгэрийг бүх чиглэлд, өөрөөр хэлбэл бөмбөрцөг дотор ажигладаг. Хоёр хэмжээст ертөнцийн хоёр хэмжээст оршин суугчид үүнийг зөвхөн тойрог дотор л ажиглах боломжтой. Хэрэв энэ тойрог нь тэдний орчлон ертөнцийн үндсэн мужаас бага байсан бол тэд түүний хэлбэрийн талаар ямар ч шинж тэмдэг авч чадахгүй. Гэсэн хэдий ч хоёр хэмжээст амьтдын харааны тойрог нь үндсэн бүсээс том бол тэд огтлолцол, тэр ч байтугай орчлон ертөнцийн зургуудын давталтыг харж, түүний ижил бүсэд тохирох ижил температуртай цэгүүдийг олохыг хичээх болно. Хэрэв тэдний харааны тойрогт ийм цэгүүд хангалттай байсан бол тэд торус орчлонд амьдардаг гэж дүгнэж болно.

Хэдийгээр бид гурван хэмжээст орчлон ертөнцөд амьдарч, бөмбөрцөг хэлбэртэй бүсийг хардаг ч хоёр хэмжээст амьтадтай адил асуудалтай тулгардаг. Хэрэв бидний харааны талбай 300,000 жилийн өмнөх орчлон ертөнцийн суурь бүсээс бага бол бид ер бусын зүйлийг олж харахгүй. Үгүй бол бөмбөрцөг түүнийг тойрог хэлбэрээр огтолно. Богино долгионы цацрагт ижил өөрчлөлттэй хоёр тойргийг олсноор сансар судлаачид тэдгээрийн чиглэлийг харьцуулж болно. Хэрэв тойрог нь хөндлөн огтлолцсон бол энэ нь наалт байгаа боловч эргэлт байхгүй гэсэн үг юм. Гэхдээ тэдгээрийн заримыг дөрөвний нэг эсвэл хагас эргэлтийн дагуу нэгтгэж болно. Хэрэв эдгээр тойргууд хангалттай олдвол Орчлон ертөнцийн суурь бүс ба түүний наалдсан байдлын нууц илчлэгдэх болно.

Гэсэн хэдий ч богино долгионы цацрагийн нарийн зураг гарч ирэх хүртэл сансар судлаачид ямар ч дүгнэлт хийх боломжгүй болно. 1989 онд НАСА-гийн судлаачид сансар огторгуйн бичил долгионы арын цацрагийн зураглалыг гаргахыг оролдсон. Гэсэн хэдий ч хиймэл дагуулын өнцгийн нарийвчлал нь ойролцоогоор 10 градус байсан нь сансар судлаачдын сэтгэлд нийцсэн нарийвчлалтай хэмжилт хийх боломжийг олгосонгүй. 2002 оны хавар НАСА хоёр дахь оролдлого хийж, температурын хэлбэлзлийг аль хэдийн 0.2 градусын өнцгийн нарийвчлалтайгаар харуулсан датчик хөөргөжээ. 2007 онд Европын сансрын агентлаг 5 нуман секундын өнцгийн нарийвчлалтай Планк хиймэл дагуулыг ашиглахаар төлөвлөж байна.

Хэрвээ хөөргөх ажиллагаа амжилттай болбол 4-10 жилийн дотор НИТХ-ын хэлбэлзлийн үнэн зөв зураглал гарна. Хэрэв бидний харааны бөмбөрцгийн хэмжээ хангалттай том бөгөөд хэмжилтүүд нь хангалттай үнэн зөв бөгөөд найдвартай байвал бид эцэст нь манай Орчлон ертөнц ямар хэлбэртэй болохыг мэдэх болно.